Obranné systémy gastrointestinálneho traktu

Teória adekvátnej výživy prikladá veľký význam obranným systémom tela proti prenikaniu rôznych škodlivých látok do jeho vnútorného prostredia. Vstup živín do gastrointestinálneho traktu by sa mal považovať nielen za spôsob doplnenia energie a plastických materiálov, ale aj za alergickú a toxickú agresiu. Výživa je skutočne spojená s nebezpečenstvom prenikania rôznych antigénov a toxických látok do vnútorného prostredia tela. Len vďaka komplexnému obrannému systému sa negatívne aspekty výživy účinne neutralizujú.

V prvom rade je potrebné poznamenať systém, ktorý sa stále označuje ako mechanický alebo pasívny. To znamená obmedzenú priepustnosť sliznice gastrointestinálneho traktu pre vo vode rozpustné molekuly s relatívne malou molekulovou hmotnosťou (menej ako 300-500) a nepriepustnosť pre polyméry, medzi ktoré patria proteíny, mukopolysacharidy a iné látky s antigénnymi vlastnosťami. Pre bunky tráviaceho systému v období postnatálneho vývoja je však charakteristická endocytóza, ktorá uľahčuje vstup makromolekúl a cudzích antigénov do vnútorného prostredia tela. Existujú dôkazy o tom, že bunky gastrointestinálneho traktu dospelých organizmov sú schopné absorbovať aj veľké molekuly vrátane nestrávených. Takéto procesy pán Volkheimer označuje ako persorpciu. Okrem toho, keď potrava prechádza gastrointestinálnym traktom, tvorí sa značné množstvo prchavých mastných kyselín, z ktorých niektoré spôsobujú pri absorpcii toxický účinok, zatiaľ čo iné spôsobujú lokálny dráždivý účinok. Pokiaľ ide o xenobiotiká, ich tvorba a absorpcia v gastrointestinálnom trakte sa líšia v závislosti od zloženia, vlastností a kontaminácie potravy.

Existuje niekoľko ďalších mechanizmov, ktoré bránia vstupu toxických látok a antigénov z enterálneho prostredia do vnútorného prostredia, z ktorých dva sú transformačné. Jeden z týchto mechanizmov je spojený s glykokalyxom, ktorý je nepriepustný pre mnoho veľkých molekúl. Výnimkou sú molekuly, ktoré sú hydrolyzované enzýmami (pankreatická amyláza, lipáza, proteázy) adsorbovanými v štruktúrach glykokalyxu. V tomto ohľade je kontakt neštiepených molekúl spôsobujúcich alergické a toxické reakcie s bunkovou membránou obtiažny a molekuly, ktoré sú hydrolyzované, strácajú svoje antigénne a toxické vlastnosti.

Ďalší transformačný mechanizmus je určený enzýmovými systémami lokalizovanými na apikálnej membráne črevných buniek, ktoré vykonávajú štiepenie oligomérov na monoméry schopné absorpcie. Enzýmové systémy glykokalyxu a lipoproteínovej membrány teda slúžia ako bariéra brániaca vstupu a kontaktu veľkých molekúl s membránou črevných buniek. Významnú úlohu môžu zohrávať intracelulárne peptidázy, ktoré sme považovali za dodatočnú bariéru a mechanizmus ochrany pred fyziologicky aktívnymi zlúčeninami.

Pre pochopenie mechanizmov ochrany je dôležité poznamenať, že sliznica tenkého čreva človeka obsahuje viac ako 400 000 plazmatických buniek na 1 mm. Okrem toho bolo identifikovaných približne 1 milión lymfocytov na 1 cm2 črevnej sliznice ^. Normálne jejunum obsahuje 6 až 40 lymfocytov na 100 epitelových buniek. To znamená, že v tenkom čreve sa okrem epitelovej vrstvy oddeľujúcej enterálne a vnútorné prostredie tela nachádza aj silná vrstva leukocytov.

Črevný imunitný systém je súčasťou imunitného systému tela a pozostáva z niekoľkých rôznych kompartmentov. Lymfocyty v týchto kompartmentoch majú mnoho podobností s lymfocytmi nečrevného pôvodu, ale majú aj jedinečné vlastnosti. Zároveň populácie rôznych lymfocytov v tenkom čreve interagujú prostredníctvom migrácie lymfocytov z jedného kompartmentu do druhého.

Lymfatické tkanivo tenkého čreva tvorí približne 25 % celej črevnej sliznice. Je zastúpené vo forme zhlukov v Peyerových plakoch a v lamina propria (jednotlivé lymfatické uzliny), ako aj populáciou rozptýlených lymfocytov lokalizovaných v epiteli a v lamina propria. Sliznica tenkého čreva obsahuje makrofágy, T-, B- a M-lymfocyty, intraepiteliálne lymfocyty, cieľové bunky atď.

Imunitné mechanizmy môžu pôsobiť v dutine tenkého čreva, na jeho povrchu a v lamina propria. Zároveň sa črevné lymfocyty môžu šíriť do iných tkanív a orgánov vrátane mliečnych žliaz, ženských pohlavných orgánov, bronchiálneho lymfatického tkaniva a podieľať sa na ich imunite. Poškodenie mechanizmov, ktoré riadia imunitu tela a imunitnú citlivosť tenkého čreva na antigény, môže byť dôležité v patogenéze porúch lokálnej črevnej imunity a pri vzniku alergických reakcií.

Neimunitné a imunitné obranné mechanizmy tenkého čreva ho chránia pred cudzími antigénmi.

Hoci sliznica tráviaceho traktu potenciálne slúži ako oblasť, cez ktorú môžu antigény a toxické látky prenikať do vnútorného prostredia tela, existuje aj účinný duplicitný obranný systém, ktorý zahŕňa mechanické (pasívne) aj aktívne obranné faktory. V tomto prípade v čreve interagujú systémy produkujúce protilátky a systémy bunkovej imunity. Treba dodať, že ochranné funkcie pečeňovej bariéry, ktorá zabezpečuje absorpciu toxických látok pomocou Kupfferových buniek, sú doplnené systémom antitoxických reakcií v epiteli tenkého čreva.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Závery

Objav všeobecných zákonov asimilácie potravinových látok, rovnako platných pre najprimitívnejšie aj pre najrozvinutejšie organizmy, nevyhnutne viedol k vytvoreniu novej evolučne podloženej teórie, vhodnej na interpretáciu asimilačných procesov nielen človeka, ale aj iných skupín organizmov. Nami navrhnutá teória primeranej výživy nie je modifikáciou klasickej teórie, ale predstavuje novú teóriu s odlišnou axiomatikou. Zároveň jeden z hlavných postulátov klasickej teórie, podľa ktorého musí byť príjem a výdaj potravinových látok v tele vyvážený, je novou teóriou plne akceptovaný.

Podľa teórie vyváženej výživy sa potraviny, ktoré majú zložitú štruktúru a pozostávajú z živín, balastných látok a v niektorých prípadoch aj z toxických produktov, podrobujú mechanickému, fyzikálno-chemickému a najmä enzymatickému spracovaniu. V dôsledku toho sa užitočné zložky potravín extrahujú a premieňajú na zlúčeniny bez druhovej špecifickosti, ktoré sa vstrebávajú v tenkom čreve a poskytujú telu energetické a plastické potreby. (Mnoho fyziológov a biochemikov tento proces porovnáva s extrakciou cenných zložiek z rudy.) Z balastných látok, niektorých prvkov tráviacich štiav, exfoliovaných buniek epitelovej vrstvy gastrointestinálneho traktu, ako aj z množstva odpadových produktov bakteriálnej flóry, čiastočne využívajúcich živiny a balast, sa tvoria sekréty, ktoré sa vylučujú z tela. Z tejto schémy asimilácie potravín vyplývajú zásady výpočtu množstva užitočných látok vstupujúcich do tela s potravinami, hodnotenia ich prínosov atď.

Podľa tejto teórie je primeraná výživa, ako aj prechod z hladného stavu do stavu sýtosti, určený nielen živinami, ale aj rôznymi životne dôležitými regulačnými zlúčeninami vstupujúcimi do vnútorného prostredia tela z čreva. Medzi takéto regulačné zlúčeniny patria predovšetkým hormóny produkované početnými endokrinnými bunkami gastrointestinálneho traktu, ktorých počet a rozmanitosť prevyšujú celý endokrinný systém tela. Medzi regulačné zlúčeniny patria aj faktory podobné hormónom, ako sú potravinové deriváty vznikajúce v dôsledku pôsobenia enzýmov tráviaceho systému makroorganizmu a bakteriálnej flóry. V niektorých prípadoch nie je možné stanoviť jasnú hranicu medzi regulačnými a toxickými látkami, príkladom čoho je histamín.

Z hľadiska klasickej teórie výživy nie je mikroflóra tráviaceho systému monogastrických organizmov vrátane človeka (ale nie prežúvavcov) ani len neutrálnym, ale skôr škodlivým atribútom. Z hľadiska teórie adekvátnej výživy je bakteriálna flóra gastrointestinálneho traktu nielen u prežúvavcov, ale zrejme aj u všetkých alebo prevažnej väčšiny mnohobunkových organizmov nevyhnutným účastníkom asimilácie potravy. V súčasnosti sa zistilo, že počas kŕmnej činnosti mnohých organizmov dochádza nielen k extrakcii určitej užitočnej časti potravy - primárnych živín - v tráviacom systéme, ale aj k transformácii rôznych zložiek potravy pod vplyvom mikroflóry, ako aj k obohateniu produktmi jej životne dôležitej činnosti. V dôsledku toho sa nevyužitá časť živín premieňa na aktívnu súčasť enterálneho prostredia, ktorá má množstvo dôležitých vlastností.

V prípade komplexných organizmov je spravodlivé uvažovať, že v metabolickom zmysle ide o supraorganizmické systémy, v ktorých hostiteľ interaguje s určitou mikroflórou. Pod vplyvom mikroflóry sa tvoria sekundárne živiny, ktoré sú mimoriadne dôležité a v mnohých prípadoch aj nevyhnutné. Zdrojom sekundárnych živín sú balastné látky potravy, ktoré sa podieľajú na regulácii mnohých lokálnych funkcií tela.

Asimilácia potravy sa podľa klasickej teórie výživy redukuje na enzymatickú hydrolýzu jej zložitých organických štruktúr a extrakciu jednoduchých prvkov - vlastných živín. Z toho vyplýva množstvo základných myšlienok o vhodnosti obohacovania potravín, teda o oddelení zložiek obsahujúcich živiny od balastných látok, ako aj o použití hotových živín ako potravinových produktov - konečných produktov štiepenia, vhodných na vstrebávanie alebo dokonca zavedenie do krvi atď. Naproti tomu podľa teórie adekvátnej výživy nedochádza len k štiepeniu potravy, ale aj k príprave živín a fyziologicky aktívnych látok v dôsledku pôsobenia mikroflóry gastrointestinálneho traktu, najmä na balastné látky. Týmto spôsobom sa tvorí mnoho vitamínov, prchavých mastných kyselín a esenciálnych aminokyselín, ktoré významne ovplyvňujú potreby tela v potravinách prichádzajúcich zvonku. Pomer medzi primárnymi a sekundárnymi živinami sa môže značne líšiť v závislosti od druhu a dokonca aj od individuálnych charakteristík mikroflóry. Okrem toho sa spolu so sekundárnymi živinami pod vplyvom bakteriálnej flóry tvoria aj toxické látky, najmä toxické amíny. Aktivita bakteriálnej flóry, ktorá je povinnou súčasťou mnohobunkových organizmov, úzko súvisí s množstvom dôležitých charakteristík makroorganizmu.

Ako už bolo mnohokrát uvedené, vývoj teórie adekvátnej výživy je založený na všeobecných biologických a evolučných zákonitostiach, ako aj na úspechoch mnohých vied, najmä biológie, chémie, fyziky a medicíny. Pre biológa je skutočne mimoriadne dôležitý nielen „vzorec“, ale aj technológia akéhokoľvek procesu, pretože evolúcia sa uberá smerom k optimalizácii technológie biologických procesov. V biologických systémoch veľa závisí od technológie procesov, pretože ich vysoká účinnosť a niekedy aj samotná možnosť sú spojené s implementáciou určitých medzičlánkov. Nedostatočná účinnosť ich implementácie alebo ich interakcie narúša fungovanie systému ako celku. Táto myšlienka vysvetľuje niektoré zásadné rozdiely medzi teóriami vyváženej a adekvátnej výživy. Prvá teória je v podstate určená vyváženým vzorcom výživy, druhá okrem takéhoto vzorca zohľadňuje aj technológiu výživy, teda technológiu procesov asimilácie potravy rôznymi skupinami organizmov.

Teória adekvátnej výživy je nakoniec jedným z ústredných prvkov interdisciplinárnej vedy trofológie. Zjednotenie mnohých častí biologických a lekárskych vied týkajúcich sa rôznych aspektov asimilácie potravy biologickými systémami rôznej zložitosti (od buniek a organizmov až po ekosystémy a biosféru) do jednej vedy je nevyhnutné pre pochopenie základnej jednoty prírody. To je tiež dôležité pre charakterizáciu procesov interakcie v biosfére založených na trofických väzbách, teda pre považovanie biosféry za trofosféru. Ale v nemenej, a možno ešte väčšej miere, je formovanie trofológie vrátane teórie adekvátnej výživy nevyhnutné pre rôzne lekárske vedy, pretože trofizmus tkanív a jeho poruchy, rôzne problémy gastroenterológie, teoretické a aplikované aspekty nutričnej vedy sú v skutočnosti iracionálne rozdelené časti jedného spoločného problému - problému asimilácie potravy organizmami na rôznych úrovniach evolučného rebríčka. Tento problém by sa mal posudzovať z niektorých jednotných pozícií založených na názoroch, ktoré sú rozsiahlejšie a hlbšie ako doteraz.

Teória adekvátnej výživy je teda takpovediac teóriou vyváženej výživy, ktorej narástli „biologické krídla“. To znamená, že teória adekvátnej výživy je použiteľná nielen pre ľudí alebo jednu konkrétnu skupinu zvierat, ale aj pre najrozmanitejšie druhy zvierat a navyše pre všetky skupiny organizmov.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]